Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une pathologie grave secondaire à une agression pulmonaire directe ou indirecte, encore grevée d'une mortalité importante (40-50%). La ventilation mécanique avec pression expiratoire positive (PEP) en est le traitement de première ligne pour maintenir des échanges gazeux compatibles avec la survie. Toutefois, des réglages inadaptés du respirateur peuvent générer des lésions induites par la ventilation mécanique (LIVM) et sont responsables d'une surmortalité. La ventilation en décubitus ventral (DV) et le monoxyde d'azote inhalés (NOi) sont souvent utilisés pour améliorer l'oxygénation des patients. Les outils d'exploration respiratoire classiques qui donnent des informations globales sur la physiologie pulmonaire ne permettent pas d'appréhender l'extrême hétérogénéité des lésions pulmonaires observées dans cette pathologie. L'imagerie pulmonaire permet d'obtenir des informations régionales de façon non invasive. Ce travail de recherche s'est initialement axé sur la validation de nouvelles méthodes en imagerie. Le choix des méthodes validées découlait de leur potentiel à être utilisées à la fois sur des modèles expérimentaux d'agression pulmonaire et chez les patients avec SDRA. La tomographie par émission de positons (TEP) a initialement été choisie comme méthode de prédilection dans la mesure où il s'agit d'une méthode d'imagerie fonctionnelle avec le potentiel de mesurer de façon fiable et non invasive la perfusion, la ventilation et l'inflammation pulmonaire de façon combinée. Or, ces 3 paramètres sont au centre de la physiopathologie du SDRA, mais aussi de celle des LIVM. Une première série d'expériences a permis la validation de la TEP pour mesurer la ventilation, la perfusion, et le recrutement alvéolaire sur modèle porcin d'agression pulmonaire expérimentale, et l'expression pulmonaire d'un gène rapporteur sur modèle murin. Les effets des traitements ventilatoires et pharmacologiques du SDRA sur la ventilation et la perfusion pulmonaire mesurées en TEP ont ensuite été étudiés dans un 2ème temps. Ces études ont objectivé un effet additif du NOi et de la posture sur la distribution de la perfusion pulmonaire, et la prédominance de la ventilation dans les régions ventrales quelle que soit la posture. Une interaction entre niveau de PEP et posture sur la ventilation et la perfusion pulmonaire a aussi été démontrée, plaidant pour une réévaluation du niveau de PEP après la mise en DV chez l'homme avec SDRA. Finalement, nous avons démontré que l'effet du DV sur l'oxygénation était lié à une manipulation préférentielle de la ventilation à PEP0, et à une modification combinée de la ventilation et de la perfusion à PEP10. L'effet de la protéine C activée recombinante humaine (PCArh) a ensuite été testé sur modèle porcin d'agression pulmonaire, dans le but d'évaluer les effets bénéfiques potentiels de ce traitement sur les thromboses vasculaires et l'inflammation pulmonaires. Le traitement par PCArh induisait une majoration de l'hypoxie et d'une augmentation des cytokines pro-inflammatoires plasmatiques, sans redistribution de la perfusion pulmonaire en TEP. Ces données ne plaident pas en faveur de l'utilisation de ce traitement chez l'homme avec SDRA et suggèrent que l'activation de la coagulation et les thromboses vasculaires pulmonaires pourraient avoir un effet protecteur de "scellement" de la membrane alvéolo-capillaire à la phase aiguë de l'agression pulmonaire; ce mécanisme étant altéré par les effets anticoagulants et anti-fibrinolytique de la PCArh. Dans la dernière partie de ce travail, les études en cours sur l'utilisation de la TEP pour évaluer les LIVM sont développées, de même que la validation de la tomographie d'impédance électrique pour mesurer la ventilation pulmonaire. Finalement les applications potentielles de la TEP chez les patients de réanimation sont présentées.